第一階段
米勒實驗從無機小分子生成有機小分子。即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的。需要著重指出的是米勒的模擬實驗。米勒的實驗試圖向人們證實，生命起源的第一步，從無機小分子物質形成有機小分子物質，在原始地球的條件下是完全可能實現的。
第二階段
從有機小分子物質形成生物大分子物質。在原始還原性大氣中生成的生物小分子(如胺基酸等)被雨水沖淋，溶解於原始海洋中，這些生物小分子要進一步變為生物大分子(如胺基酸變為蛋白質)，就必須脫水縮合;而在原始海洋中進行脫水縮合，就像要使泡在水中的葡萄變乾那樣困難。科學家提出種種假說試圖解決這個難題，比較可信而又可用實驗證明的主要有兩種:
①以色列科學家卡特恰爾斯基(A. Katchalsky)認為，原始海洋中的胺基酸是在某些特殊的粘土(原始地球和如今地球都有這樣的粘土)上縮合成多肽的。他們在實驗室內先將胺基酸與腺苷酸起反應，生成"活化的"胺基酸即"氨基醯腺苷酸"，後者在某些片層狀粘土如蒙托土(montmorillonite)上，就能縮合成長短不一的多肽鏈.
②日本科學家赤崛四郎等提出一個能繞過"脫水縮合"這道難關的"聚甘氨酸理論"來說明多肽鏈的形成。他們認為，在原始大氣中產生的甲醛與氨和氰發生反應，能生成一種名叫"氨基乙醯氰"的有機物，這種物質能夠聚合，然後水解，生成聚甘氨酸(即多個甘氨酸聚合在一起所形成的多肽鏈)，最後經過側基(R)的變化而得到由各種胺基酸殘基組成的蛋白質。
第三階段
從有機高分子物質組成多分子體系。可以想像，蛋白質和核酸等有機高分子物質，在原始海洋中越積越多，在一定條件下(如高溫和適當的pH等)，它們相互作用，能形成多分子體系，有界膜與周圍環境隔開，呈大、小不等的球狀，在原始海洋中漂浮。這種構想亦已得到了初步的實驗證明。
第四階段
從多分子體系演變為原始生命。這是生命起源最關鍵的一步，還未能在實驗室里驗證這一過程。從理論上講，這一步的實質就是以蛋白質和核酸為主要成分的多分子體系，如何"由死變活"的問題，即新陳代謝和自我增殖能力是如何發生的?從生物學的角度看，這裡有兩個重要問題要解決:一是生物膜的產生，二是遺傳機構的起源。
